草酸-硫酸亚铁硅钼蓝光度法检测钢铁及合金中硅的含量

陈春军，钟 宁

（ 辽宁核工业二四一地质大队， 辽宁 丹东 118100）

草酸-硫酸亚铁硅钼蓝光度法检测钢铁及合金中硅的含量

陈春军，钟 宁

（ 辽宁核工业二四一地质大队， 辽宁 丹东 118100）

试样用稀酸溶解，在微酸性溶液中，硅酸与钼酸铵生成硅钼杂多酸，在草酸存在下，用硫酸亚铁铵还原成硅钼蓝，测其吸光度。与钼酸盐形成杂多酸的硅必须以正硅酸状态存在，所以在试样溶解过程中必须避免硅酸的聚合。在溶液中硅酸较易于聚合，其聚合程度与溶液的酸度、溶解时加热的程度和时间以及最终溶液中正硅酸离子的浓度有关

钼酸铵；硅标准溶液；显色溶液；分光光度计

本方法在现有方法的基础上加以改进，解决以前方法中需要较多并与样品含量及组分相匹配的国家标准样品，同时检测范围较原方法有着大幅度的提高，经国家标准样品验证，方法准确可靠，达到规范要求。适用范围：本法适用于生铁，铁粉，碳钢，低合金钢。

测定范围：0.030%～5.0%

1 试 剂

以下所用试剂均为分析纯，特殊标明除外：

硫酸（1+17）；

钼酸铵溶液 （5%）贮于塑料瓶中；

草酸溶液（5%）；

硫酸亚铁铵溶液（6%）：称取 6 g硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2.6H2O]置于250 mL烧杯中，用1 mL硫酸1+1润湿。加约60 mL水溶解，用水稀释至100 mL；

高锰酸钾溶液 4%；

亚硝酸钠溶液10%。

铁溶液：称取0.4 g高纯铁粉，用10 mL盐酸溶解后滴加硝酸氧化，加3 mL高氯酸蒸发至冒高氯酸烟并继续蒸发至湿盐状，冷却，用20 mL（1+30）硫酸溶解盐类，冷却至室温，移入100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

硅标准溶液（甲）：

称取0.427 9 g二氧化硅（99.9%以上，预先经过1 000 ℃灼烧1 h后。置于干燥器中，冷却至室温）置于加有3 g无水碳酸钠的铂坩埚中，上面再覆盖1～2 g无水碳酸钠，将坩埚先于低温处预热，再置于950 ℃高温处加热熔融至透明，继续加热熔融3 min，取出，冷却，用盛有冷水的塑料烧杯浸出溶块至完全溶解，取出坩埚，仔细擦洗，冷却至室温。移入1 000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，贮于塑料瓶中，此溶液1 mL含200 μg硅。

硅标准溶液（乙）：移取 100 mL硅标准溶液（甲），置于1 000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，贮于塑料瓶中，此溶液1 mL含20 μg硅。［1］

2 分析步骤

称取0.05～0.4 g（控制硅量为100～200 μg）试样，至于 150 mL毫升锥形瓶中，加 30 mL硫酸（1+17）,低温缓慢加热（不要煮沸）至试样完全溶解（不断补充蒸发失去的水分）煮沸，滴加 4%高锰酸钾溶液至析出二氧化锰水合物沉淀，再煮沸约1 min，滴加10%亚硝酸钠溶液至试液清亮，继续煮沸 1～2 min，如有沉淀或不溶残渣，趁热用中速滤纸过滤，用热水洗涤，冷却，将溶液移入 100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

移取10.00 mL试液2份，分别置于50 mL容量瓶中，按下法处理：

显色溶液：小心加5 mL 5%钼酸铵溶液，摇匀，于沸水浴中加热30 s，加10 mL 5%草酸溶液，摇匀，待沉淀溶解后半分钟内，加5 mL 6%硫酸亚铁铵溶液，用水稀释至刻度摇匀。

参比溶液：加10 mL 5%草酸溶液，5 mL 6%钼酸铵溶液，5 mL 6%硫酸亚铁铵溶液，用水稀释至刻度，摇匀，将上述溶液分别移入1～3 cm液槽中，在分光光度计上于波长680 nm处，将其吸光度，从工作曲线上查出相应的硅量［2,3］。

工作曲线的绘制：移取0、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00、6.00 mL毫升硅标准溶液（乙）分别置于50 mL容量瓶中，加入与显色样品含量相同的铁溶液，加硫酸(1+17)3 mL，用水补至10 mL，以下按分析步骤进行，用标准溶液中硅量对测得的吸光度绘制工作曲线［4,5］。

硅的百分含量按下式计算：

式中：m1—从工作曲线查得硅量，μg；

N—样品分取倍数；

m—称样量，g

3 样品分析

选取5个国家标准样品进行分析，结果见表1。

表1 标准样品分析表Table 1 Standard sample analysis table

4 结 论

经过大量的实验分析，具体的生产实践，这种草酸-硫酸亚铁硅钼蓝光度法检测钢铁及合金中硅的含量的改进方法 与国标方法进行比较， 具有灵敏度高、选择性好、操作简便、试剂及样品用量少、分析快速、结果稳定、准确度高等优点。

［1］GB/T 223.5——1997 钢铁及合金化学方法 还原型硅钼酸盐光度法测定酸溶硅含量[S].

［2］王海燕. 钢铁中硅的测定[J]. 贵州化工, 2009（02）：39-41.

［3］张萍 王淑敏. 对“钼蓝光度法快速测定钢铁及合金中硅”经典方法的改进[J]. 天津冶金,2000（1）：39-40.

［4］李明飞 黄慧萍 王滨生 分光光度法联合测定钢铁及合金中硅、磷、锰含量[J] 化学工程师, 2008（9）：40-42.

［5］王慧卿. 硅钼蓝光度法快速测定锰铁中硅[J]. 莱钢科技, 2011（6）：57-59.

Detection of Silicon Content in Steel and Alloy by Oxalic Acid - Ferrous Sulfate Silicon Molybdenum Blue Spectrophotometry

CHEN Chun-jun，Zhong Ning
（Liaoning Nuclear Geological Bureau No.241 Geological Team, Liaoning Dandong 118100, China）

The sample was dissolved with dilute acid; in slightly acidic solution, silicic acid reacted with ammonium molybdate to generate the silicon-molybdenum heteropoly acid, it was reduced to silicon molybdenum blue with ammonium ferrous sulfate in the presence of oxalic acid, at last its absorbance was measured. Silicon that reacted with molybdate to form heteropoly acid must be orthosilicate state, so the polymerization of silicic acid in the sample dissolution process must be avoided. Silicic acid easily polymerizes in the solution, the extent of polymerization has relation to solution acidity, temperature during dissolution, time and final solution CKS silicate ion concentration

Ammonium molybdate; Silicon standard solution; Chromogenic solution ; Spectrophotometer

TQ 657

A

1671-0460（2012）07-0765-02

2012-06-19

陈春军（1970-），男，辽宁丹东人，高级工程师，1992年东华理工大学工业分析专业，研究方向：化学分析。E-mail：zhn_199273@163.com。